智能包装

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智能包装(Intelligent packaging)

　　所谓的“智能包装”一般认为是具有执行智能功能的包装技术。一般的智能功能是指：识别、检测、记录、追踪、连接互联网。智能包装的应用能延长商品的货架期、增强商品的安全性，提高商品的质量，提供给消费者商品从原材料采购，商品生产、包装、商品的运输及储存等环节的信息，以及对消费者在购买和使用商品时可能出现的问题做出警告，从而更好的指导消费者。智能包装系统通常包括安装在包装件外部或者内部的指示器。外部的指示器能检测商品的外部储存环境，如温度、湿度等。安装在内部的传感器，能指示商品的质量现状。这些指示器通常和RFID标签配合使用，RFID标签能够记录商品在整个供应链中的信息。^[1]

　　智能包装与传统包装比较，有以下优点：

　　(1)能够提高物流的处理效率，减少物流费用；

　　(2)能够有效地控制内容物和包装的质量，减少损坏；

　　(3)能够有效的保障商品质量安全性；

　　(4)对于重新利用和循环使用包装件有积极的意义。

　　一个成功的智能包装标签应具备以下特点：安全、有效、方便使用、易识别、价格合理。很多智能包装标签的研究进展都受到阻碍，最终都因达不到价格要求而夭折。当智能包装和其他科学原理结合，将会是一个很实用的工具，能追踪产品和检测产品周围的环境，方便实时数据的获取和交换，使人们迅速反应和及时地做出决定。在产品的加工过程和供应链环节中，对产品进行定位、跟踪、记录，是加强食品安全和生物安全的重要手段。智能包装能够和现有的追踪系统结合，创造出更有效的流通环节。条形码和RFID标签能实现电子记录和信息共享，特别是与能够快速测试质量属性和检测食品安全的装置连接。

　　智能包装主要有以下功能特点：

　　1.自适应包装

　　自适应包装技术就是模拟食品所需的环境参数，自动调节食品在储藏与转移中的环境变化，使包装中的环境能最大限度地实现食品的储存与保质在自适应包装中，所要调节或适应的食品环境参数主要包括温度湿度、压力、气体组分等。自适应包装技术包含材料与工艺两部分，有的环境参数要靠化学调节，有的要靠生物调节，有的要靠物理调节。

　　2.显窃启包装

　　显窃启包装是指为防止开启、偷换撕破、恶作剧等行为而对物品采取的某些特别技术措施，通过这种措施可以判断物品在外包装开启前的安全性。为确保物品的安全性需要在制造程序零售环节科学合理又巧妙的显窃启结构设计三方面采取相应的措施。

　　3.可跟踪性运输包装

　　可跟踪性运输包装是指在运输和流通中包装物品及容器被全程跟踪，以便管理者及时完成对其流通渠道和运输路径的优化调整的包装。这种包装技术是在容器或托盘上装有电子芯片，可以追踪记录下各种信息，能够在任何时间和地点被读出。可跟踪性运输包装尤其适合于自动化运输管理和电子购物送货方式因为电子交易要求配以即时生产法或精益生产法的供货方式；同时，电子购物流通中心和地区配货中心也希望以最短化路径和混装货物满载化进行送货。从而达到降低成本的目的。

　　4.智能标签

　　智能标签是标签领域高新技术产品如今已在产品包装中发挥重要的作用逐步替代传统的产品标签和条形码。智能标签包含无线射频识别标签，隐蔽或公开的商标保护指示器或提示产品状况的传感器。RFID标签主要由芯片和天线组成芯片主要用于接收和传送数据通过由阅读器发出的无线射频信号来读取，阅读器与天线和计算机网络相连形成一个电子模块阅读器发送来自其天线的特殊信号给特定区域的RFID标签，再将反馈信息处理后传送给计算机网络从而使管理人员得到商品的特殊信息。智能标签可以帮助厂商和消费者实时了解商品库存流通、保质等情况为厂商监控其产品在供应链中的状况和位置起到很大的作用。如仓库管理员可以利用智能标签了解货架上的产品种类和数量等信息来核对产品库存数据而判断产品的销售情况。此外，智能标鉴提高了标签的防伪效果，尤其在药品包装中，它的防伪功能已大大超过传统的条形码标签。

　　智能包装被分为功能结构型智能包装和功能材料型智能包装两大类。目前市场上常见的功能结构型智能包装有：自动加热包装和自动冷却包装。这类包装使包装成本增加，使用后的包装废弃物增多，加重环境负荷。而常见的功能材料型智能包装主要有：智能材料、智能油墨和智能涂料。

　　1.功能结构型智能包装

　　功能结构型智能包装最有代表性的是自动加热和自动冷却包装。现在市场上常见的带有智能控温包装有以下几种：自冷式饮料罐。内装有压缩CO₂，的小容器，在开启时CO，体积迅速膨胀，可在9秒内使饮料温度下降到4.4℃。日清公司利用金属氧化原理开发了一种自加热方便罐头，可使罐内食物几分钟内煮熟。

　　这种智能控温包装都是增加了包装的部分结构，而使包装具有部分自动功能。但是生产这种包装是由专门的能量工厂生产，一般能量工厂和食品加工厂不在同一个地方，增加了运输费用：而且这种功能性包装的成本增高，会提高食品价格。这种通过外接的结构和功能性物质来自加热或自冷却包装内的产品的包装，不能够利用自然界的太阳光来调节温度，本身就是一种资源的浪费。

　　2.功能材料型智能包装

　　智能包装材料通常包括光电、温敏、湿敏、气敏等功能材料，这些材料可以广泛应用于食品和药品包装。如在食品包装中，“智能”包装材料能改变颜色，让顾客知道食品新鲜程度，显示是否由于贮存时温度变化或包装泄漏而导致食品变质败坏。智能材料型智能包装有：智能包装材料、智能油墨、智能涂料等。

　　(1)智能包装袋

　　斯特莱斯克莱德大学开发出一种能够自动检查内含物是否开始变质的“智能”塑料包装。在包装材料中添加了一种特殊添加剂，这种智能包装能根据包装食品的质量情况及时做出反应。如果肉、鱼和蔬菜等食物超过保质期或放置冰箱外过长时间，新鲜度就会受到破坏。当新鲜程度降至某一界限，这种智能塑料包装袋就会改变颜色。如果包装破损危及到食品质量时，这款塑料袋也有警示。

　　这款智能包装袋能帮助消费者区分“最佳食用期”和“质量保质期”。抑制有机物分解食物，自动调节包装件内的气体组成，这款食品包装袋将像空调一样具备“换气”功能，食品的质量安全性得到有效的保证，延长食品保存期限。

　　官方统计数字显示，英国家庭每年要扔掉大约830万吨食物，每年有36.4万吨可食用食物因超过“最佳食用期”而被扔掉，其中3.9万吨食物还未开封。这款智能包装袋的上市，对减少食品浪费有重要意义。

　　(2)智能油墨

　　目前，食品供应链中的各个环节，从包装学科的专家、制造商、零售商到消费者，都对“有活性的”、“智能的”，并且能够直接印刷的油墨产生越来越浓厚的兴趣。印刷有智能油墨的包装件能够感知包装件外部的温度和包装内的氧气和二氧化碳的浓度的变化，并且产生不可逆的，容易辨别的颜色改变。智能油墨将来会是智能包装发展的重要方向之一，因为它有识别、检测、记录、追踪、连接互联网的功能。随着科技的进步，我们希望在不久的将来智能油墨能够直接印刷在包装件的内部，和包装内容物直接接触，能够更精确地反映出包装内容物的质量状况。

　　(3)智能控温涂料

　　许多物质在特定温度下会改变形态，这类物质称为智能相变材料。市场上的智能控温涂料的主要控温原理是：依靠自动吸收和释放热能和冷能的智能化材料和墙体结构：能够吸收室内多余的热量，同时阻止室外热量进入室内，从而调节室内温度范围稳定在24℃上下。

　　智能调温元素可感知人体“生理零度”调节环境温度，当环境温度变化高于或低于人体最舒适的黄金温度时，类似一个“温度调节器”自动吸热、放热，通过吸放热过程调节周围环境的微气候，将环境温度控制在人们需要的理想范围。实验测试表明：同样质量的混凝土墙与加入一定量的智能调温元素的混凝土墙比较，吸收44.3J的热量，普通混凝土墙温度升高49.22℃，智能调温混凝土墙温度只升高了1℃。

　　智能包装的应用保障了商品的质量和安全，方便消费者选择安全满意的商品。同时，智能包装特有的“交流”功能，不但改善了商品与消费者之间的关系，而且有利于企业对商品的监管和改进。但是，目前消费者对智能包装的认识不足和智能包装装置相对商品本身的价值较高，阻碍了智能包装的开发和应用，这些将是智能包装未来的发展方向。